CN107841206A - 一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料及其制备方法，涂料包括以下组分及重量份含量：乳化剂0.1‑1.5份、聚乙烯醇0.1‑1.5份、阴离子表面活性剂0.2‑1.3份、光催化剂0.1‑1.3份、偏硅酸钠0.1‑1份、异丙醇1‑15份、甘油3‑8份、香精0.05‑0.3份、乙醇30‑50份以及水20‑70份，乳化剂为辛烷基苯酚聚氧乙烯醚或辛基苯基聚氧乙烯醚；制备时，将各组分混合后，搅拌均匀即可。与现有技术相比，本发明涂料具有持久的防雾性能，较强的光催化活性，同时具有良好的自清洁能力和杀菌能力，能够弱化紫外线，且易于制备。

Description

一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于纳米光催化材料技术领域，涉及一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料及其制备方法。
背景技术
空气中含有水蒸气，当具有一定分压的水蒸气冷却到其露点时，水蒸气达到饱和状态，便会冷凝析出小水珠，小水珠粘附在透明基材表面就会出现雾化现象。玻璃是生活必备品，例如：大楼上为了美观敞亮使用玻璃作为墙壁，汽车等交通工具的窗户采用玻璃材质，浴室移门、镜子等也都是玻璃制品。玻璃在生活中无处不在，但是在寒冷的冬季或者潮湿的雨季，驾驶室内或车内热空气中的水蒸气会在冷玻璃表面凝聚成露珠，降低了玻璃的透光率，影响了视线，大大增加了行车的危险性；大楼玻璃上产生的雾水给生活带来不便，同时增加了额外的清洁成本。
现有的商用防雾涂料的防雾时间一般在2-7天，防雾时间短，且需要经常清洗，同时，还会在阳光强烈的情况下透过过多的紫外线，对皮肤造成严重伤害。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，该涂料包括以下组分及重量份含量：乳化剂0.1-1.5份、聚乙烯醇0.1-1.5份、阴离子表面活性剂0.2-1.3份、光催化剂0.1-1.3份、偏硅酸钠0.1-1份、异丙醇1-15份、甘油3-8份、香精0.05-0.3份、乙醇30-50份以及水20-70份，所述的乳化剂为辛烷基苯酚聚氧乙烯醚或辛基苯基聚氧乙烯醚。
进一步地，该涂料包括以下组分及重量份含量：乳化剂0.5-1份、聚乙烯醇0.5-1份、阴离子表面活性剂0.5-1份、光催化剂0.5-1份、偏硅酸钠0.5-1份、异丙醇5-12份、甘油4-6份、香精0.1-0.2份、乙醇35-45份以及水30-60份。
进一步地，该涂料包括以下组分及重量份含量：乳化剂0.7份、聚乙烯醇0.8份、阴离子表面活性剂0.8份、光催化剂1份、偏硅酸钠1份、异丙醇10份、甘油5份、香精0.1份、乙醇40份以及水40.6份。
进一步地，所述的阴离子表面活性剂为聚丙烯酸钠。聚丙烯酸钠为高分子表面活性剂，能够轻易进入固液界面，具有优良的粘结性，且无毒无害。
进一步地，所述的光催化剂为g-C3N4/BiOIO3光催化剂。
进一步地，所述的g-C3N4/BiOIO3光催化剂由g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3经水热反应制备而成。
进一步地，g-C3N4/BiOIO3光催化剂的制备过程为：分别将g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3加入至水中，搅拌均匀后，在130-150℃下反应10-14h，后经冷却、过滤、干燥即可。
进一步地，所述的g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3的摩尔比为4-6:1:0.8-1.2。
进一步地，所述的香精包括丁香油或茉莉花油中的一种或两种。
一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料的制备方法，该方法为：将各组分混合后，搅拌均匀即可。
将本发明涂料涂覆在玻璃表面上之后，使玻璃表面形成一层由辛烷基苯酚聚氧乙烯醚(OP-10)或辛基苯基聚氧乙烯醚(OP-100)、聚乙烯醇构成的高分子膜。由于单一的OP-10或OP-100在温度高于40℃时，OP-10或OP-100醚键中的氧原子与水分子是以不牢固的氢键相结合，当温度升高时，分子运动加剧，以氢键结合的水分子由于剧烈的运动而脱离OP-10或OP-100分子，使OP-10或OP-100的亲水性降低，稳定性变差。而聚乙烯醇是常见的安全性成膜剂，加入聚乙烯醇后，聚合物的聚合度增大，水溶液粘度增大，成膜后的强度和耐溶剂性提高，因而巩固了不牢固的氢键，增强了涂料的热稳定。因此，本发明中的高分子膜热稳定好，不产生二次污染，特别是克服了防雾剂持续时间短的缺陷，本发明涂料的防雾时间在15天以上，比现有的商用防雾涂料的防雾时间(2-7天)多了两倍以上。
g-C3N4/BiOIO3光催化剂的光催化性能比普通TiO2更高，吸收波长更广，拓宽了涂料对占太阳光中46％的可见光的利用，有效地吸收了平敷在高分子膜上的水滴，在自然光的照射下产生具有氧化作用的自由羟基和超氧根离子，因而具有超强的亲水性和杀菌能力。高分子膜还可以有效防止污染物直接接触玻璃，浮于表面的污染物被雨水冲刷，使得表面保持一定的清洁度，具有自洁净性能。此外，g-C3N4/BiOIO3光催化剂还能够有效吸收空气中的紫外线，从而弱化紫外线对皮肤的伤害。
本发明中，偏硅酸钠的活性碱度和pH缓冲指数较高，有较强的润湿、乳化作用；异丙醇、甘油、乙醇混合溶剂有助于高分子成膜，同时有轻微吸湿性，便于光催化剂在光照下产生羟基自由基和超氧根离子达到去除污染物的目的；香精的添加可以很好地遮盖涂料中乙醇的味道，便于使用者使用。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)本发明涂料具有优异的防雾性能，解决了饱和水蒸气冷却到露点时，冷凝析出小水珠而在玻璃表面产生水雾的问题，有效防雾时间长；
2)本发明涂料具有良好的自洁净性能，可有效解决玻璃制品在建筑行业大量使用所造成的高层建筑幕墙清洗困难、玻璃表面长时间结雾造成视野不清晰等问题；
3)本发明涂料具有较强的光催化活性、持久的防雾性能，能够弱化紫外线，同时具有良好的自清洁能力和杀菌能力，易于制备，绿色环保，使用性能好，应用范围广。
附图说明
图1为实施例1中制备得到的涂料用于常温室内玻璃的防雾效果图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，该涂料包括以下组分及重量份含量：该涂料包括以下组分及重量份含量：乳化剂0.7份、聚乙烯醇0.8份、阴离子表面活性剂0.8份、光催化剂1份、偏硅酸钠1份、异丙醇10份、甘油5份、香精0.1份、乙醇40份以及水40.6份，其中，乳化剂为辛烷基苯酚聚氧乙烯醚，阴离子表面活性剂为聚丙烯酸钠，光催化剂为g-C3N4/BiOIO3光催化剂。
该涂料在制备时，将各组分混合后，在磁力搅拌器下搅拌半小时即可。
将该涂料分别用于汽车挡风玻璃、浴室盥洗镜、居家玻璃、玻璃化妆镜，根据SKFI防雾性能测试方法进行防雾测试，结果如下：
春季用于汽车挡风玻璃，防雾效果持续有效时间：12天以上；
正常用于浴室盥洗镜，防雾效果持续有效时间：7天以上；
春季用于居家玻璃，防雾效果持续有效时间：12天以上；
夏季用于玻璃化妆镜，防雾效果持续有效时间：14天以上。
将该涂料用于常温室内玻璃的防雾效果如图1所示，可见，该涂料具有优异的防雾性能。
实施例2：
一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，该涂料包括以下组分及重量份含量：乳化剂0.1份、聚乙烯醇1.5份、阴离子表面活性剂0.2份、光催化剂1.3份、偏硅酸钠0.1份、异丙醇15份、甘油3份、香精0.3份、乙醇30份以及水70份。
其中，乳化剂为辛烷基苯酚聚氧乙烯醚；阴离子表面活性剂为聚丙烯酸钠；光催化剂为g-C3N4/BiOIO3光催化剂；香精为丁香油。
g-C3N4/BiOIO3光催化剂由g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3经水热反应制备而成。g-C3N4/BiOIO3光催化剂的制备过程为：分别将g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3按摩尔比4:1:1.2加入至水中，磁力搅拌半小时后，加入至高压釜中，在130℃下反应14h，自然冷却后，过滤烘干即可。
该涂料在制备时，将各组分混合后，搅拌均匀即可。
实施例3：
一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，该涂料包括以下组分及重量份含量：乳化剂1.5份、聚乙烯醇0.1份、阴离子表面活性剂1.3份、光催化剂0.1份、偏硅酸钠1份、异丙醇1份、甘油8份、香精0.05份、乙醇50份以及水20份。
其中，乳化剂为辛基苯基聚氧乙烯醚；阴离子表面活性剂为聚丙烯酸钠；光催化剂为g-C3N4/BiOIO3光催化剂；香精为茉莉花油。
g-C3N4/BiOIO3光催化剂由g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3经水热反应制备而成。g-C3N4/BiOIO3光催化剂的制备过程为：分别将g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3按摩尔比6:1:0.8加入至水中，搅拌均匀后，在150℃下反应10h，后经冷却、过滤、干燥即可。
该涂料在制备时，将各组分混合后，搅拌均匀即可。
实施例4：
一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，该涂料包括以下组分及重量份含量：乳化剂0.5份、聚乙烯醇1份、阴离子表面活性剂0.5份、光催化剂1份、偏硅酸钠0.5份、异丙醇12份、甘油4份、香精0.2份、乙醇35份以及水60份。
其中，乳化剂为辛烷基苯酚聚氧乙烯醚；阴离子表面活性剂为聚丙烯酸钠；光催化剂为g-C3N4/BiOIO3光催化剂；香精包括丁香油和茉莉花油。
g-C3N4/BiOIO3光催化剂由g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3经水热反应制备而成。g-C3N4/BiOIO3光催化剂的制备过程为：分别将g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3按摩尔比5:1:1加入至水中，搅拌均匀后，在140℃下反应12h，后经冷却、过滤、干燥即可。
该涂料在制备时，将各组分混合后，搅拌均匀即可。
实施例5：
一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，该涂料包括以下组分及重量份含量：乳化剂1份、聚乙烯醇0.5份、阴离子表面活性剂1份、光催化剂0.5份、偏硅酸钠1份、异丙醇5份、甘油6份、香精0.1份、乙醇45份以及水30份。
其中，乳化剂为辛基苯基聚氧乙烯醚；阴离子表面活性剂为聚丙烯酸钠；光催化剂为g-C3N4/BiOIO3光催化剂；香精为丁香油。
g-C3N4/BiOIO3光催化剂由g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3经水热反应制备而成。g-C3N4/BiOIO3光催化剂的制备过程为：分别将g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3按摩尔比5:1:1加入至水中，搅拌均匀后，在140℃下反应12h，后经冷却、过滤、干燥即可。
该涂料在制备时，将各组分混合后，搅拌均匀即可。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，其特征在于，该涂料包括以下组分及重量份含量：乳化剂0.1-1.5份、聚乙烯醇0.1-1.5份、阴离子表面活性剂0.2-1.3份、光催化剂0.1-1.3份、偏硅酸钠0.1-1份、异丙醇1-15份、甘油3-8份、香精0.05-0.3份、乙醇30-50份以及水20-70份，所述的乳化剂为辛烷基苯酚聚氧乙烯醚或辛基苯基聚氧乙烯醚。
2.根据权利要求1所述的一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，其特征在于，该涂料包括以下组分及重量份含量：乳化剂0.5-1份、聚乙烯醇0.5-1份、阴离子表面活性剂0.5-1份、光催化剂0.5-1份、偏硅酸钠0.5-1份、异丙醇5-12份、甘油4-6份、香精0.1-0.2份、乙醇35-45份以及水30-60份。
3.根据权利要求2所述的一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，其特征在于，该涂料包括以下组分及重量份含量：乳化剂0.7份、聚乙烯醇0.8份、阴离子表面活性剂0.8份、光催化剂1份、偏硅酸钠1份、异丙醇10份、甘油5份、香精0.1份、乙醇40份以及水40.6份。
4.根据权利要求1所述的一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂为聚丙烯酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，其特征在于，所述的光催化剂为g-C3N4/BiOIO3光催化剂。
6.根据权利要求5所述的一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，其特征在于，所述的g-C3N4/BiOIO3光催化剂由g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3经水热反应制备而成。
7.根据权利要求6所述的一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，其特征在于，g-C3N4/BiOIO3光催化剂的制备过程为：分别将g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3加入至水中，搅拌均匀后，在130-150℃下反应10-14h，后经冷却、过滤、干燥即可。
8.根据权利要求7所述的一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，其特征在于，所述的g-C3N4、Bi(NO3)·5H2O及KIO3的摩尔比为4-6:1:0.8-1.2。
9.根据权利要求1所述的一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料，其特征在于，所述的香精包括丁香油或茉莉花油中的一种或两种。
10.一种如权利要求1至9任一项所述的防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料的制备方法，其特征在于，该方法为：将各组分混合后，搅拌均匀即可。
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